Mengukur Kualitas Air

Parameter Fisika

1. Pengukuran Suhu

Mengukur suhu dengan menggunakan thermometer biasa (alkohol, air raksa) secara

langsung pada permukaan perairan, atau secara tidak langsung (dari kedalaman tertentu).

2. Residu Terlarut

3. Residu Tersuspensi

Parameter Kimia

1.  Pengukuran Derajat Keasaman (pH) Air

Mengukur pH dengan menggunakan kertas indikator universal dengan loncatan skala

kecil (0,2 atau 0,5)

2. Penentuan Kadar O2 Terlarut

Mengukur secara langsung kandungan oksigen terlarut dengan DO-meter

Metode yang digunakan dalam pengukuran kadar oksigen terlarut adalah:

Mengambil sampel air dengan menggunakan botol BOD 125 ml (tidak boleh ada udara yang

masuk), 

Kemudian menambahkan 1 ml MnSO4 dan 1 ml NaOH dalam KI, 

Tutup botol tersebut dan kocok hingga larutan homogen dan terjadi endapan. 

Langkah selanjutnya menambahkan 1 ml H2SO4 pekat kemudian menutup botol BOD, 

kocok sampai endapan hilang dan larutan berwarna kuning, 

setelah itu memasukkan 50 ml sampel ke dalam erlenmeyer 250 ml.

Melakukan titrasi dengan 0,025 N  Na2S2O3 hingga larutan berwarna kuning muda. 

Menambahkan 2 tetes amilum, apabila timbul warna biru kemudian 

Melanjutkannya dengan titrasi Na2S2O3  0,025 N hingga bening. 

Untuk mengetahui berapa jumlah volume titran dengan membaca skala penurunan titran dan

memasukkan dalam rumus :

3. Penentuan BOD

Pada penentuan BOD, digunakan Metode Titrasi Winkler (Iodometri) yang sama dengan metode

pada penentuan DO. Perlakuan yang berbeda adalah pada perlakuan awal sebelum titrasi

winkler, meliputi :

Prosedur pengambilan sampel

Botol Winkler yang digunakan untuk mengambil sampel harus bersih, dan telah dibilas

dengan air suling terlebih dahulu, kemudian dilanjutkan  pengkondisian cairan yang akan

digunakan untuk mengisi botol. Hal yang sama juga berlaku untuk alat-alat pengambilan

sampel yang digunakan.

Perhitungan  untuk kadar  BOD

BOD (ppm) = 5x (DO awal – DO akhir)

4. Penentuan Kadar CO2 Bebas Terlarut

Memesukkan 100cc air cuplikan kedalam labu elenmeyer berukuran 250cc

Meneteskan 10 tetes indikator fonoftalein

Menitrasi larutan tersebut dengan larutan NaOH 1/44n hingga menjadi warna Merah

Jambu-muda

Mencatat banyak larutan NaOH yang dipakai. Melakukan titrasi secara duplo

Menjumlah cc larutan NaOH yang terpakai x 10 yang manunjukkan kandungan

CO2 bebas terlarut dalam satuan mg/L

5. Pengukuran Salinitas Air

Mengukur salinitas air menggunakan alat hand refraktor meter.

6. Besi

Metode fenantroline dapat digunakan untuk mengukur kandungan besi di dalam air, kecuali

terdapat fosfat atau logam berat yang mengganggu. Metode ini dilakukan berdasarkan

kemampuan 1,10-phenantroline untuk membentuk ion kompleks setelah berikatan dengan Fe2+.

Warna yang dihasilkan sesuai dengan hukum Beer dan dapat diukur secara visual menggunakan

spektrofotometer.

7. Kesadahan (Ca, Mg, Fe, Mn, Sr)

Metode Titrasi EDTA merupakan salah satu metode yang digunakan untuk mengukur

kesadahan di dalam air menggunakan EDTA (Ethylene Diamine Tetraacetic Acid) atau garam

natriumnya sebagai titran. EDTA membentuk ion kompleks yang sangat stabil dengan Ca2+ dan

Mg2+, juga ion-ion logam bervalensi dua lainnya.

Indikator Eriochrome Black T (EBT) merupakan indikator yang sangat baik untuk

menunjukkan bahwa ion penyebab kesadahan sudah terkompleksasi. Indikator EBT yang

berwarna biru ditambahkan pada air sadah (pH 10), membentuk ion kompleks dengan Ca2+ dan

Mg2+ yang berwarna merah anggur. Pada saat titrasi dengan EDTA, ion-ion kesadahan bebas

dikompleksasi. EDTA mengganggu ion kompleks (M.EBT) karena mampu membentuk ion

kompleks yang lebih stabil dengan ion-ion kesadahan. Hal ini membebaskan indikator EBT,

dimana warna wine red berubah menjadi biru, menunjukkan titik akhir titrasi.

8. Chloride

Metode Mohr (Argentometric) dapat digunakan untuk pemeriksaan klorida menggunakan

larutan perak nitrat (0,0141 N) untuk mentitrasi sehingga dapat bereaksi dengan larutan N/71

dimana setiap mm ekivalen dengan 0,5 mg ion klorida. Pada titrasi, ion klorida dipresipitasi

sebagai klorida putih perak berdasarkan persamaan reaksi :

Ag+ + Cl– ↔ AgCl (Ksp = 3 x 10-10)

9. Mangan

Mangan biasanya muncul dalam air sumur sebagai Mn(HCO3)2, MnCl2, atau MnSO4.

Mangan juga dapat ditemukan di dasar reservoir dimana terjadi kondisi anaerob akibat terjadinya

proses dekomposisi. Kenaikan pH menjadi 9 – 10 dapat menyebabkan Mg berpresipitasi dalam

bentuk yang tidak terlarut.

Kadar mangan pada perairan alami sekitar 0,2 mg/liter atau kurang. Kadar yang lebih

besar dapat terjadi pada air tanah dalam dan pada danau yang dalam. Perairan yang

diperuntukkan bagi irigasi pertanian untuk tanah yang bersifat asam sebaiknya memiliki kadar

mangan sekitar 0,2 mg/liter, sedangkan untuk tanah yang bersifat netral dan alkalis sekitar 10

mg/liter.

Metode persulfat sesuai untuk penyelidikan mangan secara berkala

karenapre-treatment contoh air tidak diperlukan untuk mencegah interferensi klorida.

Ammonium persulfat biasa digunakan sebagai agen pengoksidasi. Interferensi klorida dapat

dicegah dengan penambahan Hg2+ untuk membentuk kompleks HgCl2karena konstanta stabilitas

HgCl2 sebesar 1,7×1013 dan konsentrasi ion klorida menurun sampai level bawah sehingga tidak

dapat mereduksi ion permanganat sesuai reaksi dibawah ini. Ag+ berfungsi sebagai katalis untuk

mengoksidasi mangan dengan valensi yang lebih rendah.

2 Mn2+ + 5 S2O82- + 8 H2O → 2 MnO4

 – + 10 SO42- + 16 H+ (1.2)

10. Nitrat NO3 dalam bentuk N

Nitrat merupakan salah satu sumber utama nitrogen di perairan. Kadar nitrat pada

perairan alami tidak pernah lebih dari 0,1 mg/liter. Kadar nitrat lebih dari 5 mg/liter

menggambarkan terjadinya pencemaran antropogenik yang berasal dari aktivitas manusia dan

tinja hewan. Kadar nitrat lebih dari 0,2 mg/liter dapat mengakibatkan

terjadinya eutrofikasi (pengayaan) perairan, yang selanjutnya menstimulir pertumbuhan algae

dan tumbuhan air secara pesat (bloomingKadar nitrat secara alamiah biasanya agak rendah,

namum kadar nitrat dapat menjadi tinggi sekali pada air tanah di daerah-daerah yang diberi

pupuk yang mengandung nitrat. Kadar nitrat tidak boleh lebih dari 10 mg NO3/l atau 50 (MEE)

mg NO3/l.

Penetapan nitrogen nitrat merupakan analisa yang sulit dilakukan untuk mencapai hasil

yang diinginkan. Berdasarkan Standard Methods, metode yang digunakan adalah metode Asam

Phenoldisulfat dan Metode Brusin. Brusin merupakan senyawa kompleks organik yang bereaksi

dengan nitrat pada kondisi asam dan peningkatan temperatur di alam menghasilkan warna

kuning. Metode Brusin mempunyai kelebihan dari metode phenoldisulfat, dimana klorida dalam

konsentrasi normal tidak mengganggu, tetapi warna yang dihasilkan tidak mengikuti hukum

Beer’s.

11. Nitrit sebagai N

Metode Reaksi Diazotasi – Spectrofotometri merupakan metode yang digunakan untuk

pemeriksaan nitrit. Metode ini menggunakan dua macam reagen yaitu asam sulfanilat dan 1–

naphthylamine hydrocloride. Reaksi antara reagen dan nitrit terjadi pada suasana asam dan

ditentukan secara kolorimetris menggunakan spektrofotometer. Pada pH 2 sampai 2,5, nitrit

berikatan dengan hasil reaksi antara diazo asam sulfanilik dan N-(1-naftil)-etilendiamin

dihydrocloride membentuk celupan berwarna ungu kemerah-merahan. Warna tersebut mengikuti

hukum Beer-Lambert dan menyerap sinar dengan panjang gelombang 543 nm. Hasil yang

diperoleh akan dibandingkan warnanya dengan warna standar.

12. Sulfat

Sulfat banyak ditemukan dalam bentuk SO42- dalam air alam. Kehadirannya dibatasi

sebesar 250 mg/l untuk air yang dikonsumsi oleh manusia. Sulfat terdapat di air alami sebagai

hasil pelumeran gypsum dan mineral lainnya. Sulfat dapat juga berasal dari oksidasi terakhir

sulfida, sulfit, dan thiosulfat yang berasal dari bekas tambang batubara. Kehadiran sulfat dapat

menimbulkan masalah bau dan korosi pada pipa air buangan akibat reduksi SO42- menjadi

S– dalam kondisi anaerob dan bersama ion H+ membentuk H2S.

Metode turbidimeter merupakan salah satu metode analisa yang digunakan untuk

mengukur sulfat dengan prinsip barium sulfat terbentuk setelah contoh air ditambahkan barium

khlorida yang berguna untuk presipitasi dalam bentuk koloid dengan bantuan larutan buffer asam

yang mengandung MgCl, potassium nitrat, sodium asetat, dan asam asetat sesuai reaksi :

SO42- + BaCl2 →BaSO4 (koloid) + 2 Cl–

Metode ini dapat dilakukan dengan cepat dan lebih sering digunakan daripada metode

lainnya. Konsentrasi sulfat > 10 mg/l dapat dianalisa dengan mengambil sulfat dalam jumlah

kecil dan melarutkannya dalam 50 ml contoh air.

Parameter Biologi

Fecal Coliform dan Total Coliform

Analisa coliform merupakan tes untuk mendeteksi keberadaan dan memeperkirakan jumlah

bakteri coliform dalam air yang diteliti. Terdapat 3 metoda yang dapat digunakan dalam

menganalisa coliform yaitu Standard Plate Count (SPC), metoda tabung fermentasi atau sering

disebut Most Probable Number (MPN), dan metode penyaringan dengan membran.

1. Prinsip analisa SPC dan penyaringan dengan membran adalah berdasarkan sifat bakteri

yang berkembang biak dalam waktu 24 sampai 72 jam pada suhu tertentu dan dalam

suasana yang cocok yaitu pada media yang terdiri dari agar-agar (dari bahan yang netral)

yang mengandung beberapa jenis zat kimia yang merupakan gizi bagi bakteri tertentu

serta dapat mengatur nilai pH.

2. Prinsip Analisa MPN hampir sama dengan prinsip analisa SPC, tetapi bakteri tidak

berkembang pada media agar-agar, melainkan dalam media tersuspensi pada kaldu

(broth) yang mengandung gizi untuk pertumbuhannya. Bakteri-bakteri tersebut dapat

dideteksi karena mampu memfermentasikan laktosa yang kemudian menghasilkan gas

serta menyebabkan terjadinya perubahan pH. Metoda SPC digunakan untuk tes bakteri

total , sedangkan metoda penyaringan dengan membran dan MPN lebih cocok untuk

untuk analisa total coliform dan fecal coliform. Analisa total coliform dan fecal

coliform menggunakan metoda penyaringan dengan membran lebih baik dibandingkan

dengan metode MPN karena beberapa hal sebagai berikut :

Hanya membutuhkan satu kali analisa sedangkan metoda MPN membutuhkan 2 – 3 kali analisa.

Waktu inkubasi lebih cepat.

Hasil analisanya memberikan angka konsentrasi dengan ketelitian yang cukup tinggi sedangkan

metoda MPN hanya memberikan angka konsentrasi secara statistik yang paling memungkinkan.

Walaupun mempunyai kekurangan dibandingkan metoda penyaringan dengan membran,

pada banyak sumber literatur dan daftar analisa baku metoda MPN masih banyak digunakan.

Jumlah Perkiraan Terdekat (JPT) bakteri Coliform/100 cc air digunakan sebagai indikator

kelompok mikrobiologis. Suatu bakteri dapat dijadikan indikator bagi kelompok lain yang

patogen didasarkan atas beberapa hal sebagai berikut :

Bakteri tersebut harus tidak patogen.

Harus berada di air apabila kuman patogen juga ada atau mungkin sekali ada, dan terdapat dalam

jumlah yang jauh lebih besar.

Jumlah kuman indikator harus dapat dikorelasikan dengan probabilitas adanya kuman patogen.

Mudah dan cepat dapat dikenali dengan cara laboratoris yang murah.

Harus dapat dikuantifikasi dalam tes laboratoris.

Tidak berkembang biak apabila kuman patogen tidak berkembang biak.

Dapat bertahan lebih lama daripada kuman patogen di dalam dingkungan yang tdak

menguntungkan.

Untuk mencegah kontaminasi pada contoh air, dilakukan sterilisasi terhadap semua peralatan

yang digunakan dalam pemeriksaan Coliform. Beberapa cara sterilisasi adalah sebagai berikut :

1. Autoklave

Sterilisasi terjadi setelah suhu mencapai 120 oC atau tekanan uap mencapai 1,2

kg/cm2 selama 20 menit. Sebelum dimasukkan, benda-benda yang akan

disterilisasi dibungkus dengan kertas koran atau kertas kraft sulfat yang berwarna

coklat. Cara meletakkan benda-benda dalam autoklave harus diatur sehingga

semua permukaan dan ujung yang akan disterilisasikan tercapai oleh suhu dan

tutup harus dilepaskan dari botol yang akan disterilisasikan, namun air kondensasi

tidak boleh tertinggal di dalam botol, gelas, atau beker.

2. Oven

Bakteri dapat dibasmi oleh panas dalam oven. Efisiensi akan tercapai dengan baik

setelah suhu mencapai 150 oC dalam waktu 8 jam.

3. Cara Kimiawi

Cara ini digunakan untuk menstrerilkan benda-benda yang terbuat dari plastik

yang tidak tahan suhu tinggi. Cara kimiawi yang sederhana adalah dengan

mengusapkan larutan 60 % etanol dan 40 % air suling, pada permukaan benda

kemudian mengeringkan dalam oven pada suhu 60 oC selama 1/2 sampai 1 jam.

4. Sinar Ultra Ungu (Ultra Violet)

Sinar ultra ungu mempunyai daya desinfeksi terhadap bakteri dan kuman.

Peralatan laboratorium, terutama yang tidak tahan suhu tinggi dapat disterilkan di

bawah sinar lampu UV selama 1/2 jam. Cara sterilisasi ini cukup efisien dan

sederhana, khususnya bagi peralatan kecil yang diperlukan setiap waktu.

5. Pendidihan

Cairan, terutama air (pelarut) disterilkan dengan pendidihan selama 10 menit.

Gelas, beker, pipet, dan sebagainya dapat dipegang bagian luarnya tanpa ada

bahaya pencemaran pada bagian dalam (bakteri tidak dapat berpindah sendiri).

Metoda Most Probable Number merupakan metoda statistik untuk mengetahui

kandungan Coliform pada air dengan melalui beberapa tahap pengujian yaitu :

a. Uji penduga (presumptive test)

Dalam uji ini, 3 tabung medium kaldu laktosa diinokulasi dengan 0,1 ml contoh air, 3

tabung medium kaldu laktosa diinokulasi dengan 1 ml contoh air, dan 3 tabung medium kaldu

laktosa ganda diinokulasi dengan 10 ml contoh air. Setelah itu, semua biakan diinkubasi selama

1-3 hari pada suhu 37 oC, kemudian ditentukan tabung yang menandakan reaksi positif atas

keberadaan coliform. Reaksi positif coliformditandai dengan difermentasinya laktosa sehingga

terjadi perubahan warna dari ungu menjadi kuning dan juga ditandai dengan dihasilkannya gas

CO2.

b. Uji ketetapan (confirmed test)

Uji ketetapan dilakukan untuk memperoleh hasil yang lebih pasti dari uji penduga bahwa

bakteri yang ada memang merupakan bakteri coliform. Reaksi positif dari

keberadaan coliform ditunjukkan dengan adanya pembentukan gas pada tabung durham. Untuk

penghitungan jumlah fecal coliform, suspensi tabung reaksi positif pada uji penduga

diinokulasikan pada tabung berisi medium EC kemudian diinkubasi pada suhu 44,5 oC selama 2

hari. Reaksi positif keberadaan fecal coliformditunjukkan dengan keruhnya medium EC dan juga

adanya pembentukan gas pada tabung durham.

c. Uji kelengkapan (completed test)

Tes ini dilakukan untuk menghitung jumlah E.coli yang ada dengan cara menggoreskan

(streak plate) suspensi yang menunjukkan reaksi positif pada uji ketetapan pada medium EMB

Agar kemudian diinokulasikan selama 18-24 jam pada suhu 37 oC. Pewarnaan gram dilakukan

pada koloni yang dicurigai merupakan E.coli(koloni berwarna gelap dan rata dengan atau tanpa

kilatan metalik). Reaksi positif keberadaan bakteri E.coli ditunjukkan dengan :

Fermentasi laktosa dengan pembentukan gas selama 2 hari (suhu 35 oC).

Tampil sebagai bakteri gram negatif berbentuk batang bulat, berwarna metah muda, dan tidak

membentuk spora.

Jumlah total bakteri dapat dihitung menggunakan tabel MPN. Rumus yang digunakan untuk

menghitung jumlah bakteri adalah sebagai berikut :

1. Jumlah total coliform

Pembacaan pada tabel MPN berdasarkan jumlah reaksi positif pada uji ketetapan.

Perhitungan jumlah total coliform dilakukan menggunakan persamaan dibawah

ini

Jumlah total coliform = Angka pada table x rasio pengenceran

2. Jumlah fecal coliform

Pembacaan pada tabel MPN berdasarkan jumlah reaksi positif pada medium EC (pada uji

ketetapan) Perhitungan jumlah fecal coliform dilakukan dengan menggunakan persamaan di

bawah ini

           

3. Jumla

h bakteri E.coli

Pembacaan pada tabel MPN dilakukan berdasarkan jumlah reaksi positif pada uji

kelengkapan. Perhitungan jumlah bakteri E. coli dilakukan menggunakan

persamaan dibawah ini

                  

Jumlah fecal coliform = Angka pada table x rasio pengenceran

Jumlah E.coli = Angka pada table x rasio pengenceran